赵卫平
- 作品数：29 被引量：103H指数：5
- 供职机构：中国矿业大学（北京）力学与建筑工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金中国矿业大学(北京)课程建设与教学改革项目更多>>
- 相关领域：建筑科学文化科学理学矿业工程更多>>
- 考虑几何缺陷的钢管混凝土黏结滑移数值模拟
- 2021年
- 为研究钢管与混凝土界面黏结机理,参考规范引入钢管几何缺陷的方式,以低阶屈曲模态表征钢管整体几何缺陷,高阶屈曲模态表征钢管局部几何缺陷,在黏结界面插入面-面接触单元并设置100层接触对,通过库伦摩擦滑动准则定义界面黏结-滑移行为,利用ANSYS重启动分析功能实现化学胶结力逐步丧失过程,建立了含几何缺陷的钢管混凝土有限元模型。模拟结果表明:钢管低、高阶屈曲模态适用于模拟钢管整体、局部几何缺陷,叠加后的缺陷大小可模拟±0.5%钢管外径D的几何缺陷。有限元模型可对每级荷载步进行检测,较为准确地描述了推出过程中的时变状态,成功再现了钢-混黏结界面由试件两端向中部逐步发生剥离的过程。与两类黏结滑移曲线对应的钢管整体几何缺陷为:形成拐点后呈下降趋势的黏结滑移曲线与直线状母线的低阶屈曲模态对应,形成拐点后仍缓慢上升的黏结滑移曲线与曲线状母线的低阶屈曲模态对应。钢管局部几何缺陷可归纳为周期性波峰状缺陷,提出了局部几何缺陷波峰数目与钢管径厚比、黏结长度、混凝土强度之间的经验关系式。
- 赵卫平王振兴陈佳麟朱彬荣
- 关键词：钢管混凝土有限元
- 高温后HSC粘结滑移基础参数测量与3D有限元数值模拟被引量：4
- 2017年
- 通过自行设计的装置测量了高温后粘结问题中的化学胶结力和摩擦系数,得出了它们随温度经历的变化规律。利用测得的基础参数定义了钢筋与混凝土界面的弹塑性库仑摩擦准则并将其植入有限元模型;采用面-面接触的接触单元模拟混凝土与钢筋界面的力学行为。模型通过对钢筋肋的显式离散实现了钢筋肋与混凝土间机械咬合作用的模拟。数值结果和试验数据的对比表明,该文提出的模型可以较好的模拟高温后带肋钢筋和混凝土之间的粘结滑移。最后,利用有限元模型对400℃温度经历拔出过程中的应力分布及裂缝的扩展进行了细致的研究。
- 赵卫平朱彬荣
- 关键词：粘结
- 高强埋弧焊接圆钢管多层多道焊接数值模拟被引量：2
- 2022年
- 为研究高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布规律及影响因素,考虑了高强钢材非线性物理材料属性和焊接过程中的相变潜热,以均匀热源模型模拟第一道次熔化极气体保护焊(GMAW)热源,以双椭球热源模型模拟第二、三道次埋弧焊(SAW)热源,通过单元生死功能模拟焊缝生长过程,并在焊接荷载步间不断修正钢管与空气热传递的表面积,对3道次焊接工艺进行了热-结构耦合瞬态分析并根据拓展的有限元模型研究了焊接方向、道间温度、焊接速度对纵向残余应力分布的影响。与试验对比表明:有限元模型可对焊接纵向残余应力进行预测并为焊接工艺提供建议。高强埋弧焊接圆钢管纵向残余应力分布形式为:焊缝附近残余拉应力接近钢管屈服,随着距焊缝距离增大转变为残余压应力最大值后再次变为残余拉应力。焊接工艺建议:第一和第三道次焊接方向相同而第二道次反向,GMAW焊接速度为4 mm/s,SAW焊接速度为6 mm/s,在冷却时间成本可控范围内道间温度应控制在最低。
- 赵卫平王振兴纪强溪吴丽丽朱彬荣
- 关键词：埋弧焊接残余应力有限元
- HRB400E钢筋混凝土梁柱边节点的抗剪性能被引量：3
- 2022年
- 为研究配置HRB400E钢筋混凝土梁柱边节点的抗剪性能,以混凝土强度、水平纵筋锚固方式、梁纵筋配筋率为主要研究参数,采用正交试验法设计了9个试件并完成了梁柱边节点的抗剪试验。试验结果表明:试件多发生梁端弯曲和核心区剪切破坏,但采用弯折锚固方式可有效减少节点核心区裂缝数量;在本文3个研究参数中,混凝土强度对初裂时节点核心区剪切变形影响最大,混凝土强度等级越高初裂阶段的节点剪切变形角越小;水平纵筋锚固方式对极限状态时节点核心区剪切变形影响最大,当采用90°弯折锚固方式时节点的剪切变形角最小;梁纵筋配筋率对节点水平剪力影响最大,配筋率越大节点水平剪力越大。采用正交试验原理结合极差、方差数理统计理论对梁柱边节点抗剪性能影响参数进行分析可梳理出各因素的主次关系和变化趋势。
- 赵卫平程倩倩李雪菡朱彬荣吴丽丽
- 关键词：钢筋混凝土结构正交试验抗剪性能
- 高温后横压力对钢筋与高强混凝土间黏结影响被引量：2
- 2012年
- 配制C100高强混凝土,分别浇筑成混凝土立方体抗压试块和特制的黏结试块.对立方体试块和黏结试块进行200,300,400,500,600℃的高温试验,测量不同温度经历下高强混凝土的残余抗压强度和基于损伤的黏结强度,并分析横压力与黏结强度的关系.对高温后高强混凝土的表观特征和带肋钢筋与高强混凝土黏结强度的退化机理进行研究,为火灾后高强混凝土结构鉴定及加固提供技术支持和理论依据.
- 肖建庄赵卫平
- 关键词：高强混凝土高温黏结
- 带肋钢筋与混凝土间粘结滑移本构模型被引量：28
- 2011年
- 研究了带肋钢筋和混凝土之间的粘结滑移性能,推导了楔形体在尖部受集中力作用的位移解答,然后基于锥楔作用的受力机制建立了滑移量与位移边界条件的关系。根据拔出试验的破坏特征,将粘结滑移曲线的上升段按混凝土开裂与否分为两个阶段,分别采用不同的理论模型进行计算。理论模型中把滑移量作为位移边界条件引入,通过对滑移量的改变实现边界条件的变化,从而得出峰值粘结强度前各级滑移量下的粘结应力。分析了影响下降段的主要因素并拟合了呈负指数衰减规律的下降段。最后,将该文的理论本构模型与试验进行了对比、分析。
- 赵卫平肖建庄
- 关键词：混凝土粘结-滑移带肋钢筋
- 实腹式轴心受压钢构件整体稳定性教学实验设计
- 2021年
- 基于开口薄壁杆件理论计算公式,研究了等边角钢、工字形、十字形3种截面类型钢柱的轴压稳定性,分析了各种失稳形式的特征及发生条件,得到了各种失稳形式与截面尺寸的关系。在有限元软件ANSYS环境中,基于第一阶特征屈曲模态引入初始缺陷后各类柱截面稳定承载力位于规范中各类柱子曲线的带状区域内。根据理论和数值模拟的结果给出了各类失稳类型与其对应的截面尺寸。柱支撑条件为一端固定一端自由,既可以放大计算长度又保证了实验安全。该教学实验设计可适合在本科教学平台上开展。
- 赵卫平赵欣杰陈佳麟吴丽丽
- 关键词：压杆稳定长细比宽厚比
- 钢筋混凝土梁柱边节点滞回性能数值模拟
- 2024年
- 为准确模拟梁柱边节点在地震条件作用下的滞回响应,建立考虑黏结退化机制的梁柱边节点有限元模型。基于ANSYS有限元平台,采用Voce-Chaboche混合强化模型定义钢筋的循环本构关系,开发组合弹簧单元实现往复荷载作用下钢筋与混凝土间的黏结退化机制,根据损伤理论提出往复荷载作用下黏结滑移本构关系预测模型。有限元计算得到的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、应力云图与试验结果的对比表明:混合强化本构能更好地描述往复荷载作用下钢筋的滞回响应,组合弹簧单元成功地反演了往复荷载作用下钢筋与混凝土的黏结退化特征,往复荷载作用下节点梁中塑性铰的发育导致梁塑性伸长,将对边节点柱造成不利影响,梁柱边节点数值模拟结果与试验结果吻合良好,为准确模拟梁柱边节点的滞回性能提供了理论基础和技术平台。
- 赵卫平李雪菡龙彬纪强溪郭新锁郭飞
- 关键词：梁柱节点有限元滞回性能黏结滑移
- 基于盲孔法的高强焊接圆钢管表面残余应力试验研究
- 2022年
- 为研究高强焊接圆钢管残余应力分布模式,基于盲孔法对21个高强焊接圆钢管的5个外表面、1个端部内表面纵向残余应力分布进行测量;对盲孔法应变释放系数A、B进行平面试验及平面有限元标定,验证有限元标定的可靠性;进行柱面有限元标定并依据形状改变比能修正法对试验测量结果进行塑性修正,提出埋弧焊接、高频焊接圆钢管外表面纵向残余应力分布模型。研究结果表明:柱面有限元模型可弥补应变计弧面形状造成的误差,与平面试验标定结果相比,对于截面规格为Ф325×8的埋弧焊接圆钢管标定系数A误差可达6.1%,对于截面规格为Ф356×10的埋弧焊接圆钢管,标定系数B误差可达5.0%;与平面有限元模型标定结果相比,由柱面标定得到的应变释放系数A随直径增大而减小、系数B随直径增大而增大,并逐步趋近于平面标定结果。沿着焊接方向1/4、1/2、3/4柱高截面最大纵向残余应力数值相近,最大残余拉、压应力分别为0.96f_(y)、-0.27f_(y)。高频焊接圆钢管端部内表面与外表面残余应力分布模式不同,外表面以残余拉应力为主且最大为0.46f_(y),内表面以残余压应力为主且最大为-0.37f_(y)。提出的纵向残余应力分布模型与实测数据吻合较好。
- 赵卫平王振兴陈佳麟吴丽丽朱彬荣
- 关键词：盲孔法表面残余应力
- 角钢混凝土黏结滑移性能试验与数值模拟
- 2020年
- 为研究角钢混凝土界面黏结性能,以黏结长度、保护层厚度、混凝土强度为变化参数,设计了9个角钢混凝土试件。获取了加载端的荷载-滑移曲线,分析了各参数对极限黏结强度的影响;提出了黏结界面极限黏结强度计算公式并与试验结果进行对比,两者吻合较好;基于界面库仑摩擦准则和重启动分析技术建立了精细化有限元模型,实现了对黏结界面逐步剥离过程的准确模拟。基于研究参数提出了传递长度的计算公式,并与数值模拟进行了对比,证明了该公式的适用性。结果表明:角钢的肢尖具有强烈的致裂作用,推出过程中裂缝的发展将显著降低黏结强度;极限黏结强度随混凝土强度提高和保护层厚度的增大而提高,但随黏结长度的增大近似呈线性降低趋势;加载端荷载-滑移曲线包括化学胶结段、上升段、下降段和残余段4个阶段,各阶段界面黏结机理和黏结应力的组成均不相同;黏结界面的破损从加载端向自由端逐步扩展,扩散过程中黏结应力的传递长度保持不变。
- 赵卫平王振兴董朋昆朱彬荣陈惠玲
- 关键词：数值模拟
